Hydraulische transmissie: Voordelen, nadelen en toepassingen

I. Voor- en nadelen van hydraulische transmissie

1. Belangrijkste voordelen

Vergeleken met mechanische transmissie, elektrische transmissie en pneumatische transmissie heeft hydraulische transmissie de volgende voordelen:

• De hydraulische transmissie kan de snelheid tijdens bedrijf traploos regelen, met gemakkelijke snelheidsaanpassing en een relatief groot snelheidsbereik van 100:1 tot 2000:1.
• Onder dezelfde vermogensomstandigheden zijn hydraulische transmissieapparaten klein in omvang, licht in gewicht, hebben ze een lage massatraagheid en een compacte structuur (het gewicht van een hydraulische motor is bijvoorbeeld slechts 10% tot 20% van het gewicht van een elektromotor met hetzelfde vermogen) en kunnen ze grote krachten of koppels overbrengen.
• Hydraulische transmissie werkt relatief soepel, reageert snel, heeft een kleine impact en kan starten, remmen en achteruitdraaien bij hoge snelheden. De omkeerfrequentie van hydraulische transmissieapparaten kan 500 keer per minuut bereiken voor roterende bewegingen en 400 tot 1000 keer voor heen en weer bewegende lineaire bewegingen.
• De besturing en aanpassing van hydraulische transmissieapparaten zijn relatief eenvoudig, de bediening is handig en arbeidsbesparend, en het is gemakkelijk om automatisering en coördinatie met elektrische besturing te bereiken, waardoor complexe opeenvolgende acties en afstandsbediening worden gerealiseerd.
• Hydraulische transmissieapparaten zijn gemakkelijk te beveiligen tegen overbelasting. Als het systeem overbelast raakt, gaat de olie via het overloopventiel terug naar de tank. Aangezien olie als werkmedium wordt gebruikt, kan het zichzelf smeren en heeft het dus een lange levensduur.
• Hydraulische transmissie is gemakkelijk te standaardiseren, te veralgemenen en te serialiseren, waardoor het gemakkelijk te ontwerpen, te produceren en te promoten is.
• Hydraulische transmissie is eenvoudig voor zowel roterende als lineaire bewegingen en de opstelling en lay-out van componenten is flexibel.
• Bij hydraulische transmissie kan de warmte die wordt gegenereerd door vermogensverlies worden afgevoerd door de stromende olie, waardoor een overmatige temperatuurstijging in bepaalde lokale gebieden van het systeem wordt voorkomen.

2. Belangrijkste nadelen

• Het werkmedium is vloeibaar, wat gevoelig is voor lekkage, en de olie kan worden samengedrukt, waardoor het niet kan worden gebruikt in situaties waar een nauwkeurige overbrengingsverhouding vereist is.
• Hydraulische transmissie heeft mechanische verliezen, drukverliezen en lekkageverliezen, wat resulteert in een lager rendement en daarom niet geschikt is voor transmissie over lange afstanden.
• Hydraulische transmissie is gevoelig voor veranderingen in olietemperatuur en belasting, waardoor het niet geschikt is voor gebruik bij lage of hoge temperaturen, en het is ook gevoelig voor vervuiling.
• Voor hydraulische transmissie is een aparte krachtbron nodig (zoals een hydraulisch pompstation) en hydraulische energie kan niet van een afstand worden overgedragen zoals elektrische energie.
• Hydraulische onderdelen vereisen een hoge fabricageprecisie en zijn duur, dus moet gespecialiseerde productie worden georganiseerd.
• Wanneer er een storing optreedt in een hydraulische overbrenging, is het niet eenvoudig om de oorzaak te achterhalen en deze snel te verhelpen.

Over het algemeen heeft hydraulische transmissie veel voordelen en worden de nadelen geleidelijk overwonnen met de ontwikkeling van de productietechnologie. Daarom heeft hydraulische transmissie brede ontwikkelingsvooruitzichten in de moderne productie.

II. Toepassingen van hydraulische transmissie

Vanwege de vele voordelen van hydraulische transmissie wordt deze veel gebruikt in verschillende sectoren van de nationale economie. De redenen voor het gebruik van hydraulische transmissie verschillen echter van sector tot sector. Zo wordt de transmissie bijvoorbeeld gebruikt in de machinebouw en drukmachines vanwege de eenvoudige structuur en de grote uitgaande kracht, terwijl de luchtvaartindustrie de transmissie gebruikt vanwege het lichte gewicht en de kleine afmetingen.

In werktuigmachines wordt voornamelijk hydraulische transmissie gebruikt omdat deze traploze snelheidsverandering mogelijk maakt, eenvoudig te automatiseren is en frequente omkeerbewegingen mogelijk maakt. Daarom wordt hydraulische transmissie vaak gebruikt in de volgende apparaten van werktuigmachines.

1. Transmissieapparaat voor invoerbeweging

Deze toepassing wordt het meest gebruikt in werktuigmachines: de wielkop van slijpmachines; de gereedschapspost of revolver van horizontale draaibanken, revolverdraaibanken en automatische draaibanken; de werktafel of kop van slijpmachines, boormachines, freesmachines en schaafmachines; de aandrijfkop en slede van combinatiemachines, enz. kunnen allemaal hydraulische transmissie gebruiken. Sommige van deze onderdelen vereisen snelle bewegingen, andere langzame bewegingen (2 mm/min) en weer andere vereisen zowel snelle als langzame bewegingen.

De meeste van deze componenten vereisen een groot snelheidsregelbereik en een traploze snelheidsregeling tijdens bedrijf; sommige vereisen een continue toevoer, sommige een intermitterende toevoer; sommige vereisen een constante snelheid bij wisselende belasting en sommige vereisen een goed omkeervermogen. Voor al deze vereisten is een hydraulische transmissie het meest geschikt.

2. Zuigerend transmissieapparaat voor hoofdbeweging

De werktafel van een portaalschaafmachine en de ram van een vormsnijder of sleuvenfrees kunnen hydraulische transmissie gebruiken om de vereiste heen en weer gaande beweging met hoge snelheid te bereiken. De eerste kan een snelheid van 60 tot 90 m/min bereiken, terwijl de laatste twee 30 tot 50 m/min kunnen bereiken. In deze gevallen is het gebruik van hydraulische transmissie gunstig voor het verminderen van de impact van het omkeren, het verlagen van het energieverbruik en het verkorten van de omkeertijd.

3. Roterende hoofdbewegingsoverbrenging

De spindel van een draaibank kan hydraulische transmissie gebruiken om traploze snelheidsverandering te bereiken voor roterende hoofdbewegingen, maar deze toepassing is nog niet gebruikelijk.

4. Profileringsapparaat

Het profileren van draaibanken, freesmachines en schaafmachines kan met een hydraulisch servosysteem met een nauwkeurigheid van 0,01 tot 0,02 mm. Daarnaast kan dit systeem ook worden gebruikt voor de correctie van de vormschijf en de standaard stiftschroefcorrectie op slijpmachines.

5. Hulpapparaten

Kleminrichtingen, snelheidsregelaars, spelingeliminatoren, balanceerinrichtingen voor verticaal bewegende delen, indexeerinrichtingen en laad-, los-, transport- en opslaginrichtingen voor werkstukken en gereedschappen op bewerkingsmachines kunnen allemaal worden geïmplementeerd met behulp van hydraulische transmissie. Deze aanpak helpt de structuur van de werktuigmachine te vereenvoudigen en het automatiseringsniveau van de werktuigmachine te verbeteren.

6. Stappend transmissieapparaat

De lineaire of roterende stapbeweging van de werktafel op CNC-machine gereedschap kan snel en nauwkeurig worden bereikt met een elektrohydraulisch servosysteem op basis van elektrische signalen. Open-loop systemen hebben een lagere positioneernauwkeurigheid (<0,01 mm) maar zijn kosteneffectief; gesloten-loop systemen hebben een hogere positioneernauwkeurigheid en kosten.

7. Hydrostatische lagering

Lagers, geleiderails en schroefmoermechanismen op zware, snelle en zeer nauwkeurige bewerkingsmachines kunnen een hoge operationele stabiliteit en bewegingsnauwkeurigheid bereiken als een hydraulisch systeem wordt gebruikt voor hydrostatische lagering.

De toepassing van hydraulische transmissie in verschillende industrieën wordt weergegeven in tabel 1.

Tabel 1 Toepassing van hydraulische transmissie in diverse industrieën